processos mat cer iii
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SEDIMENTASEDIMENTAÇÇ ÃO ÃO( Aplicada à medida do tamanho da partícula )
Objetivo:Objetivo:medir a distribuição de tamanho departículas constituintes de um pó fino, monitorando amudança de concentração de uma suspensão que se
sedimenta.
Lei de Stokes:Lei de Stokes: descreve a velocidade desedimentação de partículas esféricas em um meio fluido.
ρ s - ρ f ) g D2
18 μV =
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m dv / dt = F g - F ar + F e )
gravidade
O empuxoarraste
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AtenAtençção:ão:• Stokes assume partículas esféricas de diâmetroD.• Outras formas geométricas: diâmetro de partícula que tem amesma velocidade de sedimentação que uma partícula esféricaequivalente de mesma densidade.
ComplicaComplicaçções:ões:1 - Correntes de convecção distúrbio na livresedimentação das partículas necessário uniformidade detemperatura .
2 - O D calculado não é real diâmetro equivalente.
SEDIMENTASEDIMENTAÇÇ ÃO... ÃO...
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3 - presença de outras partículas interferência nalivre sedimentação; possibilidade até de floculação;solução: emprego de suspensões diluídas e uso deagentes dispersantes.
4 - Pó real partículas de vários tamanhos comvelocidades de sedimentação diferentes ocorrendo aomesmo tempo.
NOTAR :EM UM PONTO FIXO DA COLUNA DEFLUIDO, O DIÂMETRO MÉDIO EM SEDIMENTAÇÃO
TORNA-SE CADA VEZ MENOR A CADA INTERVALODE TEMPO.
SEDIMENTASEDIMENTAÇÇ ÃO... ÃO...
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MÉTODOS DE COMINUIÇÃOMMÉÉTODOS DE COMINUITODOS DE COMINUIÇÇÃOÃOTEORIA- A redução das dimensõescominuição) por subdivisão de uma partícula
em duas ou mais partes pode ocorrer de
várias maneiras:
(a) (b) (c) (d) (e) (f )
Princípios de cominuição: (a) compressão; (b) impacto por compressão; (c) desgaste nas arestas (“ nibbling” );
(d) impacto; (e) abrasão; (f) raspagem (“ shredding” ).
Princípios de cominuição: (a) compressão; (b) impacto por compressão; (c) desgaste nas arestas (“ nibbling” );(d) impacto; (e) abrasão; (f) raspagem (“ shredding” ).
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CominuiCominuiççãoão......
a - fratura por simples compressão;b - compressão por impacto ou choque;c - fratura por impacto com energia insuficiente para
fraturar a “peça” inteira;d - choque em alta velocidade entre partículas provocandofraturamento;
e - subdivisão por abrasão;f - raspagem em materiais moles.
Em equipamentos de cominuição, muitas da açõesocorrem simultaneamente. Energia requerida na fragmentação é proporcional àárea específica produzida.
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Fig. 7-3. Equipamento paracominuição: a) britador demandíbula; b) britador
giratório; c) britador decone; d) britador de rolomacio; e) britador de rolodentado; f) britador de rolo
simples; g) laminador; h)galga seca; i) galgamolhada; j) laminador B eW; k) britador de cilindro
anelado; l) britador demartelos; m) ventoinha; n)pulverizador a vapor;o)moinho de bolas para
composição de massas;p) moinho contínuo debolas; q) britador com rolostubulares; r) moinho de
rolos; s) moinho de bolavibratória; t) moinho defrição.
Fig. 7-3. Equipamento paracominuição: a) britador demandíbula; b) britador
giratório; c) britador decone; d) britador de rolomacio; e) britador de rolodentado; f) britador de rolo
simples; g) laminador; h)galga seca; i) galgamolhada; j) laminador B eW; k) britador de cilindro
anelado; l) britador demartelos; m) ventoinha; n)pulverizador a vapor;o)moinho de bolas para
composição de massas;p) moinho contínuo debolas; q) britador com rolostubulares; r) moinho de
rolos; s) moinho de bolavibratória; t) moinho defrição.
(a) (b) (c) (d) (e)
(f) (g) (h) (i)
(j) (k) (l) (m) (n)
(o) (p) (q)
(r) (s) (t)
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Figura 7-6. Operaçõesde classificação:(a)moinho contínuo debola, com separador
de ar;(b)separador magnético;(c )centrífugadesaguadora;(d)
dispersor de altavelocidade;(e)classificador “dorr”tipotaça.
Figura 7-6. Operaçõesde classificação:(a)moinho contínuo debola, com separador
de ar;(b)separador magnético;(c )centrífugadesaguadora;(d)
dispersor de altavelocidade;(e)classificador “dorr”tipotaça.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
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CARACTERCARACTERÍÍSTICAS FSTICAS FÍÍSICASSICASDE CORPOS CERÂMICOSDE CORPOS CERÂMICOS
VOLUMEVOLUME -- medido por deslocamento de fluidomedido por deslocamento de fluido
•• objeto sobjeto sóólido submerso em um llido submerso em um lí í quidoquido
•• volume de fluido deslocadovolume de fluido deslocadoéé igual ao volumeigual ao volumeexterno do objetoexterno do objeto
VV ss óólidolido = volume do l= volume do lííquido deslocadoquido deslocado = peso do= peso dollííquido deslocado/densidade do lquido deslocado/densidade do l ííquido.quido.
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Caracter Caracter íísticas...sticas...
Corpo colocado em um fluido aparente reduCorpo colocado em um fluido aparente reduçção deão depeso relacionada com o volume do corpo.peso relacionada com o volume do corpo.
Se submersão completa reduSe submersão completa redu çção de peso =ão de peso =
volume x densidade.volume x densidade.Perda de peso do sPerda de peso do s óólido submersolido submerso
= volume fluido deslocado x densidade= volume fluido deslocado x densidade= volume s= volume s óólido x densidade.lido x densidade.
VV ss óólidolido == perda de peso sperda de peso sóólidolidosubmerso/densidade do fluido.submerso/densidade do fluido.
Então:Então:
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Caracter Caracter íísticas...sticas...
11 -- densidade varia com T;densidade varia com T;22 -- interferência das partes que ligam o corpointerferência das partes que ligam o corpo àà balanbalançça;a;33 -- bolha de ar aderidas ao corpo/sistema.bolha de ar aderidas ao corpo/sistema.
•• A porosidade em corpos cerâmicos seis tipos de volu A porosidade em corpos cerâmicos seis tipos de volu meme
A A -- parte sparte s óólida do corpolida do corpo (V(VRR))
BB -- poros conectados superf poros conectados superf ííciecie ((VVopop))CC -- poros não conectados superf poros não conectados superf ííciecie ((VVcpcp))
AtenAtenççãoão
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Caracter Caracter íísticas...sticas...
VVpp== VVopop++VVcpcp; V; VRR= volume real do corpo= volume real do corpoVVaa= volume aparente A + C= volume aparente A + CVVbb= volume= volume bulkbulk (inclui B e C)(inclui B e C)
Assim temos:Assim temos:VVpp== VVopop ++ VVcpcp
VVbb= V= VRR ++ VVpp= V= VRR ++ VVopop ++ VVcpcp
VVaa= V= VRR ++ VVcpcp== VVbb -- VVopopVVRR== VVbb -- VVpp == VVaa -- VVcpcpVVopop== VVbb -- VVaaVVcpcp== VVbb -- VVRR -- VVopop== VVaa -- VVRR
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Caracter Caracter íísticas...sticas...
VVbb ee VVopop medidos diretamente.medidos diretamente.
VVRR moagem do corpo em pmoagem do corpo em p óó fino.fino.
VVcpcp derivado das equaderivado das equa çções acimaões acima
PePe çças cerâmicas porosas necessas cerâmicas porosas necess áário encherrio enchercompletamente os poros abertos com lcompletamente os poros abertos com l ííquido antes de medirquido antes de medir
o peso submerso (saturao peso submerso (satura çção) ferver a peão) ferver a pe çça submersa.a submersa.WWDD = peso seco; W= peso seco; W SS = peso saturado;= peso saturado;WWSSSS = peso saturado da pe= peso saturado da pe çça quando submersa;a quando submersa;ρLL = densidade do l= densidade do l ííquido utilizado.quido utilizado.
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Caracter Caracter íísticas...sticas...
VVbb ==WWSS -- WWSSSS
ρLL
VVopop
== WWSS-- WWDDρLL
VVaa == VVbb -- VVopop == - =WWSS -- WWSSSS WWSS -- WWDD WWDD -- WWSSSSρLL ρ LL ρ LL
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DENSIDADEDENSIDADE-- peso por unidade de volumepeso por unidade de volume
ρbb ==wwDDVVbb
=WWDD xx ρLL
WWSS -- WWSSSS( densidade( densidade bulkbulk ))
ρaa ==WWDD
VVaa
==WWDD xx ρ LLWWDD -- WW
SSSS
( densidade aparente )( densidade aparente )
ρRR == WWDD
VVRR
( densidade real )( densidade real )
% densidade te% densidade te óórica = x 100 (relacionada com a densificarica = x 100 (relacionada com a densificaçção)ão)ρbbρRR
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POROSIDADEPOROSIDADE-- propriedade cuidadosamente controlada.propriedade cuidadosamente controlada.
A penetra A penetraçção de vapores e lão de vapores e l ííquidosquidos éé normalmente acompanhadanormalmente acompanhadade danosde danos àà estrutura do material. Exemplos:estrutura do material. Exemplos:
•• tijolos e telhas permeabilidade;tijolos e telhas permeabilidade;•• refratrefratáários ataque por penetrarios ataque por penetra çção de escão de esc óória;ria;•• loulouçças não vidradas absor as não vidradas absor çção de substâncias com o uso;ão de substâncias com o uso;••
materiais isolantes tmateriais isolantes t
éé
rmicos porosidade altarmicos porosidade alta
éé
desejdesej
áá
vel; avel; a
quantidade e tamanho dos poros deve ser controlada.quantidade e tamanho dos poros deve ser controlada.
% P% Paa ==VV
opopVVbb
ou % Pou % Paa ==
x 100 % Px 100 % Paa==WW
SS-- WW
DD x 100x 100WWSS -- WWSSSS
ρaa − ρ
bbρaa
x 100x 100
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OUTROS MÉTODOS :OUTROS MOUTROS MÉÉTODOS :TODOS :
POROSIMETRIAPOROSIMETRIA um líquido é forçado(pressão) a penetrar nos poros do material;
mercúrio é comumente utilizado; quanto menoro poro, maior a pressão necessária à penetraçãodo mercúrio; é possível relacionar não só com ovolume total de poros abertos mas também comsua distribuição de tamanhos.
PERMEABILIDADEPERMEABILIDADE fluxo gasoso atravésdo material poroso, possibilitando calcular o
volume de poros abertos e interconectadoscomo também seus diâmetros.